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随着对油气资源利用需求的不断增长,全国乃至全球新增探明储量中低渗透致密砂岩油藏储量所占比例越来越大。加强对低渗透致密砂岩油藏成藏机理与成藏模式的研究,对于完善现代油气成藏理论,进一步推动石油工业战略储备可持续稳定发展,具有重要的理论价值和实际意义。
鄂尔多斯盆地延长组是我国陆相低渗透致密砂岩油气藏的典型代表。论文以鄂尔多斯盆地中西部姬塬地区延长组长6-长2为研究对象,针对研究区低渗透致密砂岩储层低渗原因不明、低渗储层油气充注机理不清、油水关系复杂、油水重力分异不明显、含油面积无法确定等勘探难题展开工作,通过研究得到以下几点成果及认识:
1.根据对低渗透致密砂岩油气成藏条件的分析,确定了延长组储层低渗的类型及控制因素。研究表明姬塬地区延长组低渗致密储层成岩作用开始较早、塑性岩屑颗粒大量变形、压实作用强烈是导致研究区砂岩储层致密的根本原因;
2.通过大量含油砂体压汞数据统计分析,对低渗透储层油藏条件下油气运移动力学平衡关系进行了定量评价。研究否定了油气运聚以浮力为主导驱动力的可能性,确定了异常压力为主要动力,并探讨了异常压力的分布和产生机理以及对低渗透储层成藏的控制;
3.在区域构造应力场演化、含氮化合物和QGF/QGF-E(定量颗粒荧光)技术分析基础上,建立了四种砂体微观充注机理和五种输导体系模型。研究表明油气运移受燕山期NE、NW两组共轭剪裂缝控制,发育裂缝型、裂缝-砂体型、裂缝-不整合面型、裂缝-砂体-不整合面复合型和砂体型五种输导体系模式,形成了排烃高峰期充分充注、排烃高峰期欠充注、排烃高峰期后充注和未充注四种砂体充注机理类型;
4.详细划分了延长组低渗油藏成藏期次,确定了成藏类型。研究表明晚侏罗世-早白垩世早期为早期排烃小规模成藏期;早白垩世中晚期为高峰排烃大规模成藏期,最大排烃速率为2.9mg/g.10Ma;晚白垩世一新生代排烃速率锐减,为高峰排烃后小规模成藏期。高峰排烃大规模成藏时储层孔隙度在10%左右,低渗油藏属于先期致密,后期充注型;
5.通过油气成藏过程物理模拟实验研究,表明随充注幕次的不断加大,油气聚集效率逐次降低,单位压力聚集油量的减小符合半对数递减规律,充注压力达到最大值时,单次聚油量最大,为主要成藏期;
6.综合油藏研究成果,提出了储层先期致密、油藏多点充注、补丁式拼接、无重力分异的成藏特征,建立了延长组高压源岩-裂缝通道-致密储层-活塞式注入-无分异的成藏模式,并通过油气成藏过程物理模拟实验对该成藏模式进行了验证。